薏苡仁油的提取方法、理化性質及脂肪酸結構分析

肖小年，王 凡，易孜成，周 潔，羅俊溢，李 娟，易 醒*

(南昌大學a.中德聯合研究院，江西 南昌 330047；b.中德食品工程中心，江西 南昌 330047)

薏苡仁油(Coix seed oil,CSO)是薏苡仁中的主要功能成分，其含量小于10%，具有抗腫瘤、提高免疫力、降血糖和抗炎消腫等作用[1-2]。含10%薏苡仁油的康萊特注射液，在1995年已正式被國家批準用于抗癌治療，目前已作為一種較為理想的抗腫瘤藥物廣泛用于肺癌、肝癌、胃癌、子宮癌等的治療或輔助治療。采用傳統的壓榨法和溶劑法進行提取，所得油的品質不夠穩定，損失偏多且存在溶解殘留問題。CSO的提取主要采用水酶法[3]、超臨界CO2萃取法[4-5]、超聲法[6-7]、微波輔助提取法[8]等一些新型技術，其中超臨界CO2萃取法不僅降低了提取溫度和時間，提高了得油率和品質，而且改善其他提取方法使用有機溶劑的不利因素。目前仍未有選用相同大小、生產批次、品種等的薏苡仁在以上所有工藝下同時提取的研究，因此缺少具有良好對比性的結果對對薏苡仁油的最佳提取方法做出判斷。

甘油三酯(Triglyceride,TG)是CSO的基本成分，其羥基結合的脂肪酸(Fatty acid,FA)中C18:1和C18:2含量最為豐富[9]。FA在TG中的位置分布與其雙鍵數目、位置、碳鏈長短和組成一樣決定著脂肪的營養特性[10-12]。董云發[13]等對6種國產薏苡仁的油脂含量及其脂肪酸組成進行了研究，其中含油量介于3.92～6.53%之間，油酸(OA)、亞油酸(LOA)、亞麻酸(LNA)、棕櫚酸(PA)等為主要FA。薏苡仁油甘油三酯中不飽和脂肪酸對其穩定性及活性有著重要的影響，但目前為止，有關此方面的研究報道較少。本實驗擬用超臨界CO2萃取法、水酶法、回流法、超聲法和微波法對同一批薏苡仁進行油提取實驗，并對其得率和品質進行比較，探討提取CSO的適宜方法。通過對最適宜提取法制得的CSO進行一般特性的檢測以及脂肪酸組成和位置分布分析，為利用和進一步探討其營養保健特性提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

薏苡仁(南昌匯仁集團有限公司)；果膠酶(500 000 U·mL-1)、中性蛋白酶(400 000 U·mL-1，和氏璧生物技術有限公司生產)；液態CO2(純度99.5%，江西氨廠)；油酸(Fluka公司，純度≥99%)；亞油酸、胰脂肪酶、甘油三油酸酯(Sigma公司，純度≥99%)；乙腈、四氫呋喃、正己烷、氯仿、甲醇鈉、甲醇、乙酸甲酯(色譜純，西隴科學有限公司)；石油醚、乙醚(化學純，天津市永大化學試劑有限公司)；其余試劑均為分析純。

1.2 儀器

1200高效液相色譜儀，6890N型氣相色譜儀(美國安捷倫公司)；RE52CS-1旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠)；HA121-50-01型超臨界萃取裝置(南通市華安超臨界萃取有限公司)；超微粉碎機(天津市泰斯特儀器有限公司)；DSY-Ⅱ氮吹儀(北京金科科技公司)。

1.3 CSO的提取

采用超臨界CO2萃取法提取CSO的具體操作：鋼瓶中的CO2經冷凝器液化后進入儲罐，經高壓泵調節到規定壓力，再通過熱交換器加熱后進入已加有65目薏苡仁顆粒的萃取斧萃取2 h，控制萃取溫度45 ℃和萃取壓力為20 MPa.萃取物用等量體積的石油醚萃取3次，然后樣品經減壓回收溶劑后放于通風廚中自然揮干，最后對所得CSO進行稱重并計算其得率。

酶法、回流法、超聲法和微波法提取CSO，按本課題組先前研究中報道[14]的方法進行。

1.4 含量測定[15]

將CSO(0.1 g)、30% KOH溶液(5 mL)、10%抗壞血酸溶液(2 mL)和無水乙醇(25 mL)混合均勻后進行約1.5 h的回流皂化。然后，皂化液用石油醚進行3次萃取，并將除去石油醚的水層pH調至4.0，以使油酸及亞油酸鹽轉化為OA和LOA。該水層再用石油醚進行3次萃取，得到的石油醚層經旋轉蒸發器蒸干后用CH3CN/THF(4:1，w/w)混合液定容至10 mL。樣品中的OA和LOA采用高效液相色譜在30 ℃的C18反相柱中以1.0 mL·min-1流速的乙腈/水/四氫呋喃(含0.4%乙酸，77:20:3，V/V/V)進行分離和測定

1.5 理化特性檢測

參照國家相應標準，對CSO的氣味、溶解性、相對密度、外觀、水分、旋光度、折光系數和含量進行檢測。

1.6 薏苡仁油的脂肪酸組成分析

1.6.1 薏苡仁油甘油三酯的純化

采用硅膠柱層析的方法[16]對薏苡仁油甘油三酯進行純化，具體操作如下：將適量石油醚/乙醚的混合液(87:13，V/V)和硅膠加入底部填充有少量玻璃棉的層析柱中進行裝柱。稱取薏苡仁油樣品約1.3 g，用洗脫液定容至25 mL配制樣品溶液。用約250 mL洗脫液以2 mL·min-1的速度對20 mL樣品溶液進行洗脫，并將洗出物中的洗脫液除去，即得純化的甘油三酯。

1.6.2 胰脂肪酶解

分別取1 mL 0.2 mol·L-1(pH 7.7)的Tris緩沖液、0.1 mL 2.2% CaCl2水溶液、0.25 mL 0.05%膽酸鹽水溶液、10 mg純化后的薏苡仁甘油三酯置于具塞試管中，混勻，水浴1 min(37 ℃)，再加入8 mg胰脂肪酶，混勻后繼續水浴25 min[17-18]進行水解。先后用乙醚和水清洗水解液各3次后，加入無水Na2SO4吸收殘余水分，再用N2吹除殘留的乙醚。將處理后的水解液滴點于硅膠G板上，用甲酸/正己烷/乙醚(75:25:1，V/V/V)將樣品中的甘油一酯、甘油二酯和游離脂肪酸進行分離[19]。用碘蒸氣對展開樣品后的硅膠G板進行顯色后，將斑帶刮下并用三氯甲烷浸泡提取其中的成分。最后，用N2除去提取液中的三氯甲烷，即得到各斑帶中的成分[20]。

1.6.3 氣相色譜分析

在室溫下，將CSO(1.5 mL，正己烷溶液)、乙酸乙酯(40 μL)和甲醇鈉(100 μL)混合均勻并反應約20 min。然后，將60 μL H2C2O4快速加入經10 min冷凍的反應液中，并依次進行離心，棄沉淀和無水Na2SO4除水分操作[16]。處理后的樣品進行氣相色譜分析，具體條件如下：設定程序升溫(在45 ℃維持4 min，再升溫至175 ℃并保持27 min，然后升溫至215 ℃并保持35 min，前后速度分別為13 ℃和4 ℃·min-1)；采用熔融石英毛細管色譜柱(CP-Sil88，100 m×0.25 nm)；載氣為H2；燃燒氣為N2、H2和空氣混合氣。

2 結果與討論

2.1 提取方法的比較

對5種方法的提取的得率、所得薏苡仁油的過氧化值及酸價進行比較(表1)，可以評價各方法提取CSO的效果。

表1 5種提取方法比較

油脂品質好壞通常用酸價與過氧化值進行判斷，但提取過程中，溫度、水分、氧氣等因素會對油脂質量造成影響[21]。從表1中可知，超臨界CO2萃取法顯示出最高的CSO得率，其次是微波法和超聲法，回流法最低。采用回流法提取的CSO具有較高的過氧化值，這可能是由于在回流提取時間較長且接觸空氣的相對面積較大，油脂氧化程度較為嚴重。除回流法之外，其他方法的過氧化值和酸價幾乎相同，保持在一個較低的水平。由于超臨界CO2萃取法的溫度較低，其可以極大程度保留有效成分[22]，因此該方法提取的油脂質量高且得率可觀，為提取CSO的最佳方法。

2.2 理化特性及含量

CSO的多個理化性質指標檢測結果如表2所示。其中CSO的折光系數(1.461～1.470)明顯高于一般油脂,說明CSO中含有大量帶有雙鍵的不飽和脂肪酸[23]。根據已有研究顯示，這些不飽和脂肪酸中的油酸與亞油酸是賦予薏苡仁油具有抗癌功效的主要活性成分[25-26]。薏苡仁油中油酸與亞油酸的HPLC示差折光法的譜圖如圖1所示，并根據油酸(y=127 358x-4 165，R2=0.999 6)與亞油酸(y=139 436x+910.18，R2=0.999 5)的標準曲線方程計算其含量分別為44.1%和28.2%。

表2 薏苡仁油的一般特性

2.3 薏苡仁油甘油三酯中FA分布

2.3.1 脂肪酸組成GC-MS分析

如圖2所示，依據保留時間對CSO中含有的FA進行鑒別，并采用面積歸一化法計算不同FA的含量(表3)。

由表3可知，CSO中共被分離檢測出16種FA，占FA總量的98.588%。主要含有12.854%PA，54.567%OA和27.356%LOA。另外本實驗中發現薏苡仁油中含有高等動植物少有的奇數碳鏈脂肪酸，長鏈脂肪酸C20～C24含量低于1%。

2.3.2 sn-2位FA分析

由于胰脂酶可以專一性地水解sn-1、3位的FA[26-27]，并在一定條件下不對sn-2位進行水解。通過分析對比水解得到的游離FA成分，可區別TG中sn-1、3位與sn-2位的FA組成，從而確定FA在TG中的具體分布。因此本實驗選用胰脂肪酶對提取制得的薏苡仁油進行作用，以研究其TG中FA的位置分布。

結果顯示，共16種FA在sn-2位上被鑒定出，UFA含量高達93.032%，其中含有52.614%的PUFA和40.48%的MUFA。另外，SFA含量僅為4.445%，其中主要是3.314%的C16:0。將近半數的C18:1和C18:2均位于sn-2上，說明薏苡仁油甘油三酯中UFA(C18:1、C18:2)主要分布于sn-2位，而sn-1、3位上主要為SFA(C16:0、C18:0)。奇數碳鏈脂肪酸和長鏈脂肪酸(C20～C24)則全都分布在sn-1、3位上。

3 結論

傳統回流法的CSO得率最低且過氧化值高，油品質較差，而其余四種新方法均可不同程度地提高油得率和品質。其中，超臨界CO2萃取法的CSO得率幾乎是回流法的3倍，且該方法所得油的質量較好，是目前為止提取CSO的較好方法。采用該方法可得到淡黃色，澄清油狀液體且具有特有清香的CSO，水分≤0.5%，相對密度為0.953～0.971，折光系數(n20)為1.461～1.470，旋光度為-2.6°～+3.1°。甘油三酯含量(紫外法)≥91.5%，其中含OA(HPLC示差折光法)≥44.1%，LOA(HPLC示差折光法)≥28.2%。該CSO中共鑒定出16種FA，其中sn-2位上主要為UFA，少量的SAF分布在sn-1、3位上。另外，在sn-1、3位上發現了高等動植物少有的奇數碳鏈脂肪酸。油脂的脂肪酸組成和分布與其功能性有著密切的關系，而CSO中脂肪酸分布特征是否與其抗癌、降脂、鎮痛等生物活性特征有直接或間接的關系，還有待進一步研究。